1、计算机网络ComputerNetworks 第六章宽带接入技术 宽带接入技术 随着通信需求的发展 居民的通信需求已不仅仅限于普通的话音通信 而是包括话音 数据 图像等多媒体信息 接入网一般是从居民住宅至某个ISP之间的一个中间网络 它起到接口作用 目的是使用户能够接入骨干网络 方便和经济地享用各种宽带多媒体信息 宽带接入技术 传统的通信网络中 大部分居民用户都是通过电话线路接入 接入网的构成比较简单 目前已不能满足多媒体通信的要求 往往是宽带上网的一个瓶颈 利用音频调制解调器可以在电话网上实现数据通信 居民接入网有多种实现方案 但居民接入网到底应采用何种技术方案 目前既无定论 也无统一的国际标
2、准 宽带接入技术 铜线电缆光纤同轴混合网 HFC 光纤无线接入卫星接入以太网接入 宽带接入技术 MODEM接入 利用传统的音频调制解调器技术 可以现有的模拟电话用户线 电话通信网实现数据通信业务 费用低廉 普通音频调制解调器使用话音频带 不能同时进行话音通信和数据通信 普通音频调制解调器传输速率低 不能实现高速数据通信 xDSL技术 xDSL技术就是用数字技术 对现有的模拟电话用户线进行改造 使它能够承载宽带业务 DSL是数字用户线 DigitalSubscriberLine 的缩写 而字母x表示DSL的前缀可以是多种不同字母 用不同的前缀表示在数字用户线上实现的不同宽带方案 xDSL的几种类
3、型 ADSL非对称数字用户线 AsymmetricDigitalSubscriberLine ADSL一般速率为 256kbps 1 5MbpsADSL2最大下载数据速率8Mbpsand12MbpsADSL2 最大下载数据速率可达24Mbps xDSL的几种类型 HDSL HighspeedDSL 高速数字用户线SDSL Single lineDSL 1对线的数字用户线VDSL VeryhighspeedDSL 甚高速数字用户线RADSL Rate AdaptiveDSL 速率自适应DSL 是ADSL的一个子集 可自动调节线路速率 铜线ADSL传输特性 ADSL调制解调器的频谱利用 频谱 频率
4、 kHz 下行 上行 传统电话 6 3Mb s 1 5Mb s 0 4 20 50 500 1100 140 150 ADSL采用两种调制技术 无载波振幅相位调制CAP CarrierlessAmplitudePhase 而另一种是离散多音调制DMT DiscreteMulti Tone CAP早就使用在第一代ADSL调制解调器中 在商品化方面更加成熟 DMT则被美国ANSI选择为ADSL的标准 离散多音调制DMT DMT将可用带宽划分为256个子信道 每个子信道带宽为4kHz 然后将数据自适应地动态分配给每个子信道 这就使得在约1MHz的可用频带内实现超过6Mb s的数据率 ADSL技术还支
5、持前向纠错FEC ForwardErrorCorrection ADSL的组成 ATU C ATU C ATU R ATU C 用户线 电话分路器 区域宽带网 至ISP 居民家庭 端局或远端站 DSLAM 至本地电话局 PS PS 数字用户线接入复用器DSLAM DSLAccessMultiplexer 接入端接单元ATU AccessTerminationUnit ATU C C代表端局CentralOffice ATU R R代表远端Remote 电话分路器PS POTSSplitter 光纤同轴混合网HFC HybridFiberCoax HFC网是在目前覆盖面很广的有线电视网的基础上开
6、发的一种居民宽带接入网 HFC网除可传送CATV外 还提供电话 数据和其他宽带交互型业务 现有的CATV网是树形拓扑结构的同轴电缆网络 它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输 而HFC网则需要对CATV网进行改造 HFC的主要特点 1 HFC网的主干线路采用光纤HFC网将原CATV网中的同轴电缆主干部分改换为光纤 并使用模拟光纤技术 在模拟光纤中采用光的振幅调制AM 这比使用数字光纤更为经济 模拟光纤从头端连接到光纤结点 FiberNode 即光分配结点ODN OpticalDistributionNode 在光纤结点光信号被转换为电信号 在光纤结点以下使用同轴电缆 2 HFC网采用结
7、点体系结构 同轴电缆 头端 模拟光纤 放大器 引入线 分路器 光纤结点 服务区 服务区 服务区 3 HFC网具有比CATV网更宽的频谱 且具有双向传输功能 下行信道 上行信道 540505507501000 原有模拟电视 数字信号 频率 MHz 保留 4 每家要安装一个用户接口盒 用户接口盒UIB UserInterfaceBox 要提供三种连接 即 使用同轴电缆连接到机顶盒 set topbox 然后再连接到用户的电视机 使用双绞线连接到用户的电话机 使用电缆调制解调器连接到用户的计算机 电缆调制解调器 cablemodem 电缆调制解调器是为HFC网而使用的调制解调器 电缆调制解调器最大的
8、特点就是传输速率高 其下行速率一般在3 10Mb s之间 最高可达30Mb s 而上行速率一般为0 2 2Mb s 最高可达10Mb s 电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多 并且不是成对使用 而是只安装在用户端 HFC网的最大优点 具有很宽的频带 并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网 要将现有的450MHz单向传输的有线电视网络改造为750MHz双向传输的HFC网 还要将所有的用户服务区互连起来而不是一个个HFC网的孤岛 也需要相当的资金和时间 在电信政策方面也有一些需要协调解决的问题 光纤接入技术 FTTx 随着光纤应用技术的成熟和成本的降低 光纤传输容量大 安
9、全等特点更为突出 光纤宽带接入技术得到更加广泛的应用 FTTx 光纤到 也是一种实现宽带接入网的方案 这里字母x可以代表不同意思 FTTx技术 光纤到家FTTH FiberToTheHome 光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法 光纤到大楼FTTB FiberToTheBuilding 光纤进入大楼后就转换为电信号 然后用电缆或双绞线分配到各用户 光纤到路边FTTC FiberToTheCurb 从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体 以太网接入 以太网已成功地把速率提高到1 10Gb s 所覆盖的地理范围也扩展到了城域网和广域网 因此现在人们正在尝试使用以太网进行宽带接入 以太网接入的重要特点是它可提供双向的宽带通信 并且可根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级 采用以太网接入可实现端到端的以太网传输 中间不需要进行帧格式的转换 提高了数据的传输效率和降低了传输的成本 以太网接入 光纤到大楼FTTB 100M 10M 10M 100M 吉比特以太网 光结点汇接点 1Gb s 1Gb s 高速光结点汇接点GigaPoP 无线接入 通信技术的发展 使得无线接入方式应用更加广泛 无线接入的主要方式有 移动接入 无线本地网络 无线自组网 卫星接入 无线接入可实现用户在移动过程中的通信 也提供了在一些不便于网络布线的环境中用户接入网络的条件
